氟共掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能.pdf

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1、第9卷第3期中国科技论文Vo1．9No．32014年3月CHINASCIENCEPAPERMar．2014最小粒径硫／氟共掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能李玲，张文明，张华艳，王森，许子昊，李晓苇(河北大学物理科学与技术学院，河北省光电信息材料重点实验室，河北保定071002)摘要：以TiC1、有机羧酸、NH。·HO、硫脲、氟化铵、山梨醇等为主要实验药品，采用常温络合一控制水解法，制备出平均粒径为2．7nm的硫和氟共掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液。采用XRD、纳米激光粒度分析仪、紫外可见分光光度计

2、等对样品的物相、粒径、组成、光吸收、光催化等性质进行了表征。利用酸性红3R染料研究透明乳液的光催化活性部分影响因素。结果表明硫／氟共掺杂的纳米TiOz光催化剂降解酸性红3R染料的最佳条件为硫／氟掺杂质量分数为0．3，反应体系pH为6，染料的初始质量浓度为5Omg／L。关键词：硫／氟共掺杂；纳米二氧化钛光触媒；常温络合一控制水解法；光催化中图分类号：TQ613．1文献标志码：A文章编号：2095—2783(2014)03—0317—04Preparationandphotocatalyticprope

3、ritiesoftheminimumsizeoftransparentS／Fco-dopedtitaniumdioxideLiLing，ZhangWenming，ZhangHuayan，WangSen，XuZihao，LiXiaowei(HebeiKeyLaboratoryofOptic—electronicInformationMaterials，CollegeofPhysicsScienceandTechnology，HebeiUniversity，Baoding，Hebei071002，Chi

4、na)Abstract：S／Fco-dopednanoTiO2colorlessandtransparentemulsionwithanaverageparticlesizeof2．7nmhasbeensynthesizedbyanovelcomplexation-controlledhydrolysismethodatroomtemperaturebyusingTIC14，organiccarboxylicacid，NH3·H2O，thiourea，ammoniumfluorideandDsorb

5、ito1etcasrawmaterials．Thephasestructure，particlesize，andabsorptionspectrumofsampleswerecharacterizedbyXRD，nanolaserparticlesizeanalyzerandultraviolet—visiblespectrophotometer，respectively．Inaddition，theinfluenceofreactionconditionsinthesynthesisprocess

6、wasalsostudied．Theresultsshowedthattheoptimalpho—tocatalyticconditionsofdegradationacidred3Rdyeareasfollow：thedopingmassfractionofS／F0．3，pH6，andtheinitialmassconcentrationofthedye50mg／L．Keywords：sulfurandfluorineco-doping；nanometertitaniumdioxidephotoc

7、atalyst；complexation-controlledhydrolysismethod；photocatalysis随着全球污染的进一步恶化，寻求合理、高效的带隙和促进其在可见光下的光催化性能，S／S+可污染治理方法成为各国研究者的研究热点。自藤岛占据Ti元素部分晶格，掺杂的S‘卜离子可占据TiO昭首次发现纳米TI()具有独特的光催化性能以来，中O元素的部分晶格[7{。。，有研究者发现掺杂S离纳米TiO已被广泛应用于生物降解、污水处理以及子可以提高TiO的高温稳定性l_2。为克服单一离净化空

8、气等领域，成为了解决环境问题的理想材子掺杂TiO的缺陷，共掺杂协同作用可进一步提高料¨1]。但纳米TiO。存在如下问题：1)具有较宽的TiO光催化性能。Zhao等[2]使用简单溶胶一凝胶法带隙(3．2eV)，只能吸收紫外光波段(≤387nm)；制备出Bi—S共掺杂的Ti(_)2光催化剂，在可见光下可2)纳米Ti()。载流子的高复合率也造成了更低的光高效降解靛蓝胭脂红溶液。Nai等l2。采用无模板均量子效率。2001年Asahi等【3]使用溅射法制备出纳匀共沉淀技术制备